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Soils with a cohesive character, due to their physical characteristics, can cause limitations to the cultivation of plants. These limitations are mainly associated with a greater physical impediment to the penetration of roots, as well as with a greater difficulty in absorbing water by plants when the soil is under greater aeration porosities. However, in conditions of low aeration porosities, there may be restrictions in the gas exchange processes. Considering this context, it was hypothesized that horizons with a cohesive character, in the moisture that the soil has not yet reached a hard to extremely hard consistency, may present aeration porosities that affect the vegetative development of plants. Thus, the objective was to know the influence of the horizon with a cohesive character, maintained in humidity conditions with different aeration porosities, in the development of maize plants. The experiment was carried out in Fortaleza-CE, in a randomized block design, with five aeration porosities (PA) (0.04; 0.06; 0.09; 0.11 and 0.13 cm3 cm-3) and six repetitions. Each experimental unit was composed of one plant per pot with 40 cm (20 cm horizon A and 20 cm horizon B with a cohesive character). The variables analyzed were: intrinsic permeability from soil to air (Kar); gas exchanges and biometric variables; and nutritional ones. Additions to PA provided an increase in Kar. The PA of 0.04 and 0.13 cm3 cm-3 provided lower photosynthetic rates (A), with 24.54 and 25.50 μmol CO2 m2 s-1, respectively; lower internal CO2 concentration with 140.72 and 118.66 μmol mol-1, respectively; smaller diameter (24.22 and 24.19 mm, respectively) and stem length (57.5 and 52.5 cm, respectively); the limitations in the lowest PA are related to the state of hypoxia in the soil and in the highest PA, linked to the mild water deficit. Stomatal conductance (0.158 mol H2O m-2 s-1), transpiration (4.77 mmol H2O m2 s-1) and nitrogen (17.6 g kg-1) and potassium (23.6 g kg-1) were lower in the largest PA. The dry mass of roots in the horizon A and B with a cohesive character was lower in the lowest PA (18 and 11.9 g, respectively). It was concluded that the PA of 0.04 cm3 cm-3 reduced the development of the maize plant, due to the condition of hypoxia of the soil. On the other hand, the PA 0.13 cm3 cm-3, there was a reduction in the A and in the stem length and diameter variables, these linked to the slight water deficit in the soil. The intermediate PA range showed the highest photosynthetic rates, largest diameters and stem length in relation to extreme treatments. Os solos com caráter coeso, em virtude de suas características físicas, podem ocasionar limitações ao cultivo de plantas. Essas limitações estão associadas, principalmente, ao maior impedimento físico à penetração de raízes, assim como à maior dificuldade de absorção de água pelas plantas quando o solo se encontra sob maiores porosidades de aeração. Entretanto, em condição de baixas porosidades de aeração, pode haver restrição nos processos de trocas gasosas. Diante desse contexto, aventou-se a hipótese de que os horizontes com caráter coeso, na umidade que o solo ainda não atingiu a consistência dura a extremamente dura, podem apresentar porosidades de aeração que afetam o desenvolvimento vegetativo de plantas. Assim, objetivou-se conhecer a influência do horizonte com caráter coeso, mantido em condições de umidade com diferentes porosidades de aeração, no desenvolvimento de plantas de milho. O experimento foi conduzido em Fortaleza-CE, em um delineamento em blocos casualizados, com cinco porosidades de aeração (PA) (0,04; 0,06; 0,09; 0,11 e 0,13 cm3 cm-3) e seis repetições. Cada unidade experimental foi composta de uma planta por vaso com 40 cm (20 cm de horizonte A e 20 cm de horizonte B com caráter coeso). As variáveis analisadas foram: permeabilidade intrínseca do solo ao ar (Kar); trocas gasosas e variáveis biométricas; e nutricionais. Acréscimos na PA proporcionaram aumento na Kar. As PA de 0,04 e 0,13 cm3 cm-3 proporcionaram menores taxas fotossintéticas (A), com 24,54 e 25,50 μmol CO2 m2 s-1, respectivamente; menor concentração interna de CO2 com 140,72 e 118,66 μmol mol-1, respectivamente; menor diâmetro (24,22 e 24,19 mm, respectivamente) e comprimento do colmo (57,5 e 52,5 cm, respectivamente); as limitações na menor PA estão relacionadas ao estado de hipóxia no solo e na maior PA, ligadas ao déficit hídrico leve. A condutância estomática (0,158 mol H2O m-2 s-1), transpiração (4,77 mmol H2O m2 s-1) e os teores de nitrogênio (17,6 g kg-1) e potássio (23,6 g kg-1) foram menores nas maiores PA. A massa seca de raízes no horizonte A e B com caráter coeso foi menor na menor PA (18 e 11,9 g, respectivamente). Conclui-se que as PA de 0,04 cm3 cm-3 reduziram o desenvolvimento da planta de milho, devido à condição de hipóxia do solo. Já a PA 0,13 cm3 cm-3, houve redução na A e nas variáveis comprimento e diâmetro do colmo, essas ligadas ao déficit hídrico leve no solo. A faixa de PA intermediária apresentou as maiores taxas fotossintética, maiores diâmetros e comprimento caulinar em relação aos tratamentos extremos.

The hypothesis of this study was that the absence of soil tillage in long-term no-tillage (NT) systems can be detrimental to soil aeration. The objective was to assess the aeration condition of an Oxisol (Rhodic Ferrasol), very clayey texture (750 g kg-1 of clay; 200 g kg-1 of sand), after 30 years of cultivation under NT. The physical property soil air permeability (Ka) is sensitive to changes in the soil pore system. Aside from Ka, the air-filled porosity (ε a) and indices of pore continuity (K1 and N), derived from the relationship between Ka and εa, were used as indices of soil aeration. From the soil layers 0.0-0.1 and 0.1-0.2 m, 240 undisturbed samples were collected along a transect perpendicular to the crop rows, at three sampling positions: corn plant row (CR); center of the interrow (INT); and the equidistant point between CR and INT (PE). The properties Ka and εa were determined at soil matric potentials (Ψm) of -2, -4, -6, -10, -30, and -50 kPa. Soil bulk density (BD) was also determined. The results confirmed the hypothesis. In the 0.0-0.1 m layer, Ka, K1, N and Ψa were significantly greater and BD significantly lower in CR than at the other sampling positions. At a Ψm of -10 kPa, the Ka of CR was 6.9 and 8.4 times higher than in PE and INT, respectively, in the 0.0-0.1 m layer. The properties Ka, K1 and N were sensitive enough to detect changes in the pore system and their differences between the sampling positions demonstrated the importance of the spatial location for soil sampling. Tilling the crop rows provides better soil aeration under NT. A hipótese deste estudo foi que a ausência de revolvimento do solo em sistema plantio direto (SPD) pode ser prejudicial à aeração do solo. O objetivo foi quantificar a condição de aeração de um Latossolo Vermelho distroférrico, classe textural muito argiloso (750 g kg-1 de argila; e 200 g kg-1 de areia), cultivado por 30 anos em SPD. A permeabilidade do solo ao ar (Ka) é um atributo físico do solo sensível às alterações no sistema poroso do solo. Ka, porosidade de aeração (εa) e índices de continuidade de poros (K1 e N), obtidos de relações entre Ka e εa, foram utilizados como indicadores da aeração do solo. Para o estudo, 240 amostras com estrutura preservada foram coletadas das camadas de 0,0-0,1 e 0,1-0,2 m de profundidade do solo, ao longo de um transecto estabelecido perpendicularmente às linhas de cultivo, em três posições distintas: linha da cultura do milho (CR); centro da entrelinha (INT); e ponto equidistante entre CR e INT (PE). A Ka e a εa foram determinadas nos potenciais mátricos (Ψm) de -2, -4, -6, -10, -30 e -50 kPa. A densidade do solo também foi definida. Os resultados confirmaram a hipótese estabelecida. Valores de Ka, K1, N e Ψa foram estatisticamente superiores na posição CR, na camada de 0,0-0,1 m. No Ψm de -10 kPa, a Ka da CR foi 6,9 e 8,4 vezes superior que em PE e INT, respectivamente, na camada de 0,0-0,1 m. Ka, K1 e N se apresentaram suficientemente sensíveis para detectar as alterações no sistema poroso, e suas diferenças entre as posições de amostragem comprovaram a importância da variabilidade espacial na obtenção de amostras de solo. A mobilização do solo na linha de semeadura propicia melhores condições de aeração do solo sob SPD.

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a acurácia das regressões que definem os limites do intervalo hídrico ótimo e a validade do uso deste indicador ao se considerar a variabilidade espacial de lavouras sob sistema plantio direto. Foram coletadas 100 amostras de solo com estrutura preservada, em áreas com dimensões de 10x10 m, em Latossolo Vermelho distrófico, Nitossolo Vermelho distroférrico e Latossolo Vermelho aluminoférrico, manejados sob sistema plantio direto. Determinaram-se porosidade de aeração (0,10 m3 m-3), capacidade de campo (potencial de -0,006 MPa), ponto de murcha permanente (potencial de -1,5 MPa) e resistência mecânica do solo à penetração crítica (2 MPa). As regressões que descreveram a capacidade de campo tiveram os menores coeficientes de determinação, enquanto as que descreveram a porosidade de aeração, o ponto de murcha permanente e a resistência mecânica do solo à penetração apresentaram os maiores valores. As regressões que definem o limite da capacidade de campo não são acuradas em descrever a variação na umidade volumétrica do solo por meio da densidade do solo, e os solos avaliados apresentam elevada variabilidade espacial para o intervalo hídrico ótimo. Abstract The objective of this work was to evaluate the regressions that define the least limiting water range limits and the validity of using this indicator considering the spatial variability of crops under a no-tillage system. One hundred undisturbed soil samples were collected in areas with dimensions of 10x10 m, in two different Oxisols and an Ultisol managed under no-tillage. Air-filled porosity (0.10 m3 m-3), field capacity (potential of -0.006 MPa), permanent wilting point (potential of -1.5 MPa), and soil mechanical resistance (2 MPa) were determined. The regressions that described field capacity had the lowest coefficients of determination, whereas those that described air-filled porosity, permanent wilting point, and soil mechanical resistance to penetration showed the highest values. Regression adjustments that define field capacity limits are not accurate in explaining variation on volumetric soil water content through bulk density, and the evaluated soils show high spatial variability regarding the least limiting water range.

Foi estudado o rendimento de Pinus taeda L. em função de propriedades físico-hídricas do solo. O trabalho foi baseado em um mapeamento detalhado de solos, na escala 1:10.000, em duas áreas da empresa Battistella Florestal, localizadas nos estados de Santa Catarina e Paraná. Os dados dendrométricos utilizados foram coletados em parcelas de inventário florestal contínuo (PIFCs), em um povoamento com área de 2.252 ha. Foram selecionados 28 PIFC’s com árvores de crescimentos diferentes, separadas em dois grupos com idades de 12 e 13/14 anos. Os sítios com árvores de maior idade e de solos com maior teor de argila, em média, apresentaram maior incremento médio anual das árvores. Houve correlações positivas entre o volume de madeira das árvores, a macroporosidade e a porosidade de aeração, nas camadas de solo estudadas, principalmente, nos sítios com árvores de 12 anos de idades. As correlações entre volume de madeira das árvores e microporosidade, umidade atual e disponibilidade de água do solo foram negativas, provavelmente pela menor drenagem dos solos em área sem déficit hídrico. Solos com teores similares de argila e areia apresentaram o maior incremento médio anual das árvores. Made available in DSpace on 2011-04-09T16:01:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PFBv30n61p3749.pdf: 786387 bytes, checksum: 19a2ae24b24c818c45b8310794996ac1 (MD5) Previous issue date: 2010-12-15

The objective of this study was to assess variability of Pinus taeda L. growth in function of the soil physical characteristics. The soils data were obtained from a detailed mapping, in the scale 1:10,000, in two areas of the Forest Company – Battistella Florestal, located in the states of Santa Catarina and Parana. Data on forestry growth was collected from continuous forest inventory, obtained from a population growing on an area of 2,252 ha. On a commercial Pinus taeda plantation 28 plots (CFIP) were selected with trees of different growing rate and they were divided in two similar groups of different ages: 12 and 13/14 years. Sites with older trees and soil with greater clay content showed trees with greater annual mean increment. There was a positive correlation among tree wood volume, soil macroporosity and aeration porosity on both soil depths, mainly for sites with trees of 12 years of age. Correlation among tree wood volume and soil microporosity, actual soil moisture and available soil moisture was negative, probably due to slower soil drainage on an area with no drought periods. Soils with similar contentes of clay and sand were more productive. doi: 10.4336/2010.pfb.30.61.37 Foi estudado o rendimento de Pinus taeda L. em função de propriedades físico-hídricas do solo. O trabalho foi baseado em um mapeamento detalhado de solos, na escala 1:10.000, em duas áreas da empresa Battistella Florestal, localizadas nos estados de Santa Catarina e Paraná. Os dados dendrométricos utilizados foram coletados em parcelas de inventário florestal contínuo (PIFCs), em um povoamento com área de 2.252 ha. Foram selecionados 28 PIFC’s com árvores de crescimentos diferentes, separadas em dois grupos com idades de 12 e 13/14 anos. Os sítios com árvores de maior idade e de solos com maior teor de argila, em média, apresentaram maior incremento médio anual das árvores. Houve correlações positivas entre o volume de madeira das árvores, a macroporosidade e a porosidade de aeração, nas camadas de solo estudadas, principalmente, nos sítios com árvores de 12 anos de idades. As correlações entre volume de madeira das árvores e microporosidade, umidade atual e disponibilidade de água do solo foram negativas, provavelmente pela menor drenagem dos solos em área sem déficit hídrico. Solos com teores similares de argila e areia apresentaram o maior incremento médio anual das árvores. doi: 10.4336/2010.pfb.30.61.37

Soil degradation promotes changes in soil related to quality in agricultural production. This study was conducted to quantify the alterations in the physical behavior of Dark Red Latosol, under the no-tillage system, developed on the Caiuá sandstone. Forty undisturbed soil samples were collected at a depth of 0-20 cm. Samples were used to determine air-filled porosity and soil resistance to penetration curve (SRC). Results indicated that at 0,01 MPa tension (field capacity), 25% of soil samples presented air-filled porosity below 10%. SRC indicated that with corresponding moisture at of 0,3 Mpa tension, soil resistance to penetration reached values impeding root growth. Results also showed that the soil’s physical quality for plant growth is highly dependent on temporal variations of soil moisture A degradação do solo provoca modificações nas suas propriedades com reflexos na sua qualidade para a produção agrícola. Este estudo foi desenvolvido para quantificar as alterações no comportamento físico de um Latossolo Vermelho Distrófico, textura média, sob plantio direto, desenvolvido sobre o Arenito Caiuá. Quarenta amostras de solo indeformadas foram coletadas aleatoriamente, na profundidade de 0-20 cm. As amostras foram utilizadas para determinação da porosidade de aeração e da curva de resistência do solo à penetração. Os resultados indicaram que na tensão de 0,01 MPa (capacidade de campo), 25% das amostras apresentam valores de porosidade de aeração abaixo do valor de 10%. A curva de resistência do solo à penetração indicou que na umidade correspondente à tensão de 0,3 MPa, em toda a faixa de densidade do solo obtida, a resistência do solo à penetração atingiu valores de 2,0 MPa, considerados impeditivos ao crescimento radicular. Os resultados também sugerem que a qualidade física para o crescimento das plantas é dependente da dinâmica da umidade do solo

O objetivo deste trabalho foi determinar as propriedades físicas e o intervalo hídrico ótimo (IHO) de um Argissolo, sob diferentes estados de compactação, cultivado com feijoeiro. Foram utilizados três experimentos, cujos tratamentos constituíram-se de: plantio direto (PD); plantio direto compactado pelo tráfego de quatro passadas de máquina (PDc); e escarificação em área anteriormente sob plantio direto (Esc). Avaliaram-se a densidade, a porosidade, a umidade volumétrica e a resistência à penetração do solo. Nas plantas, avaliaram-se a distribuição do sistema radicular e a produtividade. A densidade crítica obtida pelo IHO foi de 1,75 Mg m-3. No PDc a densidade do solo foi superior à crítica na maioria das camadas, enquanto o PD e Esc apresentaram densidade acima da crítica em poucas camadas. A umidade do solo ficou fora dos limites do IHO na maior parte do ciclo da cultura. A resistência à penetração ficou acima da crítica no PDc em todas as avaliações. O sistema radicular concentrou-se superficialmente no PDc com melhor distribuição e desenvolvimento no PD e Esc. Nos três experimentos, a produtividade do Esc foi de 2 a 12% menor, e a do PDc foi de 30 a 62% menor do que no PD. A escarificação não foi necessária para as condições físicas do PD. In this work, soil properties and least limiting water range (LLWR) were determined for an Alfisol under three states of compaction with black beans crop. Three experiments were used, comprising the following treatments: 12 years of no-tillage - NT; 12 years, of no-tillage compacted by four passes of a bucket loader - NTc; and chiseling of soil previously under no-tillage for 12 years - Ch. Throughout the plant cycle, bulk density, total porosity, volumetric water content, air filled porosity and soil resistance to penetration were evaluated. Plant root distribution and yield were also evaluated. The critical bulk density obtained by LLWR was 1.75 Mg m-3. In the NTc the bulk density was higher than critical value for most soil layers, whereas the PD and Ch presented higher value in a few layers. Soil water content was out of LLWR range for most part of plant cycle. Soil resistance to penetration in the NTc was higher than critical value in all evaluated dates, while in roots concentrated superficially. For the three experiments, higher compaction levels (NTc) induced yield reduction from 30 to 62% and soil chiseling (Ch) induced yield reduction from 2 to 12% compared to crops under no-tillage (PD). Compaction alleviation by chiseling was not necessary to improve crop yield for soil physical conditions of this area.

Este trabalho teve como objetivos avaliar o efeito do revolvimento do solo das entrelinhas na produtividade de rebrota de Eucalyptus saligna, por meio das modificações em alguns atributos físicos do solo, e estabelecer qual profundidade de revolvimento apresenta maior ganho em produtividade em solos de texturas distintas, no Estado de São Paulo. Os sistemas de preparo foram: grade até 20 cm de profundidade e subsolador até 30 cm. Foram obtidas amostras indeformadas do solo nas seguintes profundidades: 0 a 10, 10 a 20 e 20 a 30 cm, em nove repetições por tratamento; nos mesmos pontos foram coletadas amostras de solo para análise da fertilidade. Os seguintes atributos físicos do solo foram determinados: densidade do solo, porosidade total e de aeração, macro e microporosidade e da planta: altura e DAP (Diâmetro à Altura do Peito). No solo de textura média não houve efeito do preparo do solo no crescimento das plantas, sendo estabelecido correlação negativa entre a porosidade de aeração, na profundidade de 10 - 20 cm, e o incremento em DAP (r²= 0,74). Essa mesma correlação foi positiva no solo de textura argilosa (r² = 0,78). No solo de textura argilosa, os dois sistemas de preparo de solo apresentaram maiores incrementos em altura e DAP do que a testemunha, diferindo estatisticamente no nível de 1%, pelo teste de Tukey. The objective of this work was to evaluate soil physical characteristic changes in soil of different textures after mechanized harvesting under different tillage systems, in an area of Eucalyptus saligna coppice. The soils were a coarse Yellow Latosol and a Clayey Red Latosol occurring in an area of commercial plantation, in São Paulo State. Soil tillage systems were harrowing to 20-cm depth and subsoiling to a 30-cm depth. The following soil physical characteristics determined were bulk density, total and aeration porosity; and in the plant total height and DBH. There was no tillage effect on plants growing in the coarse soil, and there was a negative correlation between plant DBH and aeration porosity (r²= 0.74). The same correlation was positive (r² = 0,78) in the clayey soil. In the clayey soil, both soil tillage systems increased plant development in height and DBH, which were significantly different from the test plot without tilling the soil.

O entendimento da física do processo de aeração do sistema radicular permite uma estimativa mais correta e dinâmica do valor da porosidade de aeração mínima, possibilitando uma previsão mais completa do comportamento de uma planta em relação à umidade e conseqüente condutividade gasosa do solo. No presente trabalho, equacionou-se o processo da oxigenação do solo, objetivando demonstrar como o resultado poderá ser utilizado na estimativa da porosidade de aeração mínima necessária, tendo em vista a porosidade total do solo, a profundidade do solo a ser aerada e o nível de consumo de oxigênio. O valor 10/3 para o expoente da relação entre porosidade de aeração e fator de tortuosidade da equação de Millington e Quirk é o que resulta na maior coerência entre valores da porosidade mínima de aeração calculados e considerados normais. The understanding of the physics of root aeration may allow a more correct and dynamic estimate of the minimum air-filled porosity, providing a more complete estimate of the plant behavior in relation to soil water content and gas conductivity of the soil. The aeration process is physically described in this paper to show that the result may be useful for estimating minimum air-filled porosity as a function of the total soil porosity, depth to be aerated and oxygen consumption rate. The value 10/3 for the exponent of the Millington and Quirk equation between air-filled porosity and tortuosity factor results in the best agreement between calculated minimum air-filled porosity and values considered as normal.

Foram realizados experimentos em casa de vegetação, na Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", USP, em Piracicaba, SP, com amostras de terra do horizonte A1 ou Ap e B2 de um Oxisol (LR) e um Alfisol (PVp), sem e com adubação mineral e calagem, para verificar qual é a porcentagem de poros com diâmetro maior que 0,05 mm, numa faixa de 3 a 24%, que corresponde a máxima produção de grãos de feijoeiro cultivar Aroana 80. 0 conteúdo de água, dos 2,5 litros de terra por vaso, foi mantido entre 100 e 70% da capacidade de vaso. Pode ser constatada uma faixa preferencial entre 9 e 16% de poros de aeração, sendo deslocada para uma faixa entre 24 e 29% de macroporos, quando ocorrer maior taxa de acúmulo de matéria seca, e provavel menor fornecimento de O2 nos pontos de crescimento radicular em solos com agregados pequenos de grande estabilidade e maior conteúdo de água. Experiments were carried out in greenhouse, at ESALQ/USP, in Piracicaba, state of São Paulo, Brazil, with soil samples of the A1 or Ap and B2 horizon of an Oxisol (LR) and an Alfisol (PVp) , without and with mineral fertilizer and lime , to verify the optimum aeration porosity, between 3 and 24%, for the maximal yield of common bean, cv. Aroana 80. The water content in the 2,5 1 of the soil sample in the pot was maintained between 100 and 70% of the field capacity. A preferential range (9 - 16%) of macropores or aeration pores (diameter greater than 0,05 mm) could be verified. And deslocated to a range between 24 and 29% of macropores, when a higher dry matter accumalation rate occur, besides a probably lower oxygen supply to the growth points of the roots in soils with small aggregates extremely water stable and with a higher water content.

Experiments were carried out in greenhouse, at ESALQ/USP, in Piracicaba, state of São Paulo, Brazil, with soil samples of the A1 or Ap and B2 horizon of an Oxisol (LR) and an Alfisol (PVp) , without and with mineral fertilizer and lime , to verify the optimum aeration porosity, between 3 and 24%, for the maximal yield of common bean, cv. Aroana 80. The water content in the 2,5 1 of the soil sample in the pot was maintained between 100 and 70% of the field capacity. A preferential range (9 - 16%) of macropores or aeration pores (diameter greater than 0,05 mm) could be verified. And deslocated to a range between 24 and 29% of macropores, when a higher dry matter accumalation rate occur, besides a probably lower oxygen supply to the growth points of the roots in soils with small aggregates extremely water stable and with a higher water content. Foram realizados experimentos em casa de vegetação, na Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", USP, em Piracicaba, SP, com amostras de terra do horizonte A1 ou Ap e B2 de um Oxisol (LR) e um Alfisol (PVp), sem e com adubação mineral e calagem, para verificar qual é a porcentagem de poros com diâmetro maior que 0,05 mm, numa faixa de 3 a 24%, que corresponde a máxima produção de grãos de feijoeiro cultivar Aroana 80. 0 conteúdo de água, dos 2,5 litros de terra por vaso, foi mantido entre 100 e 70% da capacidade de vaso. Pode ser constatada uma faixa preferencial entre 9 e 16% de poros de aeração, sendo deslocada para uma faixa entre 24 e 29% de macroporos, quando ocorrer maior taxa de acúmulo de matéria seca, e provavel menor fornecimento de O2 nos pontos de crescimento radicular em solos com agregados pequenos de grande estabilidade e maior conteúdo de água.